JP2008231573A - 気化るつぼ、および気化特徴を適合した気化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直気化の場合にも、安定して材料が気化するるつぼを提供する。
【解決手段】気化るつぼ１００は、電気伝導性本体１２０およびカバー１５０を含み、上記本体は、上記本体に加熱電流を付加するための第１電気接続部１６２と第２電気接続部１６４を有し、上記本体は、溶解／気化範囲を提供するチャンバを含み、上記チャンバはチャンバ底部とチャンバ壁を含み、上記カバーは上記チャンバと共に囲いを形成し、上記気化るつぼはさらに、材料を供給するための供給開口と、上記囲いの蒸気出口を提供するディストリビュータオリフィス１７０とを含むことを特徴とする。
【選択図】図１Ｂ

Description

[0001]一般的に、本発明は薄膜形成装置と、薄膜形成装置に使用するるつぼとに関する。具体的には、合金または金属を気化するためのるつぼに関する。明確には、気化るつぼおよび気化装置に関する。

発明の背景

[0002]基板上の材料の薄膜をコーティングするために気化装置を使用することが可能である。例えば、気化装置を用いて、大型パネルディスプレイのキャパシタやウェブ上の保護層を提供する金属膜によるコーティングを付加することができる。具体的には、大型パネルディスプレイの場合には、大型で比較的薄いガラス板として提供できる基板をコーティング処理の最中に垂直に位置決めし、垂直気化装置でコーティングすることができる。

[0003]具体的に垂直気化の場合には、基板上に堆積させる材料の蒸気源に垂直ノズルパイプが普通に提供されているが、この垂直ノズルパイプは、垂直に整列した基板をコーティングするための直線形に垂直に延びた源を画成する。

発明の概要

[0004]これにより提供される直線源は非常に複雑であるため、製造と維持が高額になってしまう。これに加え、垂直に延びたノズルパイプが、基板に向けて実質的な熱放射を提供する。

[0005]これに加えて、気化する材料がるつぼの様々な範囲内で移動して、るつぼの各部分を溶かしてしまう可能性があり、これにより温度カスタマイゼーションが劣化することで、気化るつぼとして提示された各温度範囲の安定性が不十分となってしまう可能性がある。

[0006]上述を斟酌し、本発明は、独立請求項１、３による気化るつぼと、請求項１９による気化装置とを提供する。

[0007]一実施形態によれば、気化るつぼが提供される。この気化るつぼは、電気伝導性本体およびカバーを含み、本体は、本体に加熱電流を付加するための第１電気接続部と第２電気接続部と、溶解／気化範囲を提供するチャンバとを含み、チャンバはチャンバ底部とチャンバ壁を含み、カバーはチャンバと共に囲いを形成し、気化るつぼはさらに、材料を供給するための供給開口と、囲いの蒸気出口を提供するディストリビュータオリフィスとを含む。

[0008]別の実施形態によれば、気化るつぼが提供される。この気化るつぼは、本体に加熱電流を付加するための第１電気接続部と第２電気接続部を有する電気伝導性本体を含み、本体は、溶解／気化範囲を提供するチャンバを含み、チャンバはチャンバ底部とチャンバ壁を含んでおり、チャンバに隣接して、チャンバと第１および第２電気接続部の間にそれぞれ提供された第１および第２加熱部分、材料を供給するための供給開口をさらに含む。

[0009]更なる実施形態によれば、少なくとも１個の気化るつぼを含んだ気化装置が提供される。気化るつぼは、電気伝導性本体とカバーを含み、本体は、本体を介して加熱電流を付加するための第１電気接続部と第２電気接続部と、溶解／気化範囲を提供するチャンバとを含み、チャンバはチャンバ底部とチャンバ壁を含んでおり、カバーはチャンバと共に囲いを形成する。気化るつぼはさらに、材料を供給するための供給開口と、囲いの蒸気出口を提供するディストリビュータオリフィスを含む。

[0010]上記実施形態と組み合わせることができる更なる利点、特徴、態様、詳細は、従属請求項、詳細な説明、図面から明白となる。

[0011]実施形態は、開示された方法を実施するための、また、説明の各方法ステップを実行する装置部品を含んだ装置に向けられている。これらの方法ステップは、ハードウェア構成部品、適切なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータの方法、またこれら２つの方法の任意の組み合わせ、あるいはこれ以外の任意の方式によって実行される。さらに、実施形態は、説明の装置の動作方法または製造方法に向けられている。この方法は、装置の機能、または装置の製造部品の機能を実行する方法ステップを含む。

[0012]本発明の上述の態様、およびこれ以外のより詳細な態様は、以下に説明され、図面を参照して部分的に図示される。

図面の詳細な説明

[0022]以降の説明において、「アルミニウム」とは基板上に堆積させる材料として、本出願の範囲を限定することなく主に記述される。本発明は、例えば基板のコーティングに使用する金属、合金、これ以外の気化される材料にも向けられる。さらに「基板」とは、典型的には、例えばＴＦＴディスプレイのようなディスプレイ技術に多く使用されるガラス基板を、本発明の範囲を限定することなく意味する。本発明の実施形態はこれ以外の基板への薄膜気相堆積や、これ以外の技術に適用することができる。

[0023]以降の図面の記述において、同じ参照符号は同じ構成部品を表している。一般的には、それぞれの実施形態に関連した違いのみについて記述している。

[0024]図１Ａは、気化るつぼ１００の本体１２０を示す。本体１２０は、第１電気接続部１６２と第２電気接続部１６４を含む。この２個の電気接続部の間にチャンバ１３０が提供されている。一実施形態によればチャンバ１３０はポット型であるが、例えば、チャンバ壁１３２を含んだ実質的な円筒形状であってもよい。

[0025]チャンバはさらにチャンバ底部（図示せず）を含む。さらに、チャンバ１３０と電気接続部の間に異なる本体領域１２２、１２４を提供し、これらの間に気化るつぼを加熱するための電流を提供することができる。

[0026]この領域については図２Ａ〜図２Ｄを参照してより詳細に記述しているが、電流の流れ、さらには気化るつぼ１００の本体１２０の熱生成を制御する形状になっている。

[0027]気化るつぼ１００を加熱して、堆積する材料を溶解および気化させる。この加熱は、第１電気接続部１６２、第２電気接続部１６４に接続した電源（図示せず）を提供することで実施できる。これにより、るつぼ１００の本体１２０を流れる電流から熱が伝達される。一般的に、断面範囲の小さい領域内では本体の抵抗が増加する。これにより、熱電力は方程式Ｐ＝Ｒ Ｉ^２に従って計算でき、ここでＰは電力、Ｒは抵抗、Ｉは電流である。抵抗と断面範囲の間の比率により、断面範囲の小さい領域内で温度が上昇する。これにより、るつぼの異なる範囲の抵抗を制御することができ、異なる範囲に望ましい温度を提供できる。例えば、チャンバ１３０内の溶解／気化範囲の温度は７００〜１６００℃、または１３００〜１６００℃であってもよい。

[0028]更なる実施形態によれば、気化装置るつぼ本体１２０の材料の組成を変更することで、気化装置るつぼ１００の異なる範囲の抵抗をさらに制御することができる。

[0029]一般的に、本明細書で記述されている実施形態によれば、るつぼの材料は伝導性で、材料の溶解および気化に使用する温度に対して温度抵抗を有し、液体材料または材料蒸気のそれぞれに対して抵抗性を有していなければならない。例えば、液体アルミニウムは非常に反応性が高いため、アルミニウムを溶解するためのるつぼを著しく損傷してしまう可能性がある。これに従い、典型的には、金属ホウ化物、金属窒化物、金属炭化物、非金属ホウ化物、非金属窒化物、非金属炭化物、窒化物、ホウ化物、黒鉛、およびこの組み合わせで構成されたグループより選択した材料を使用することができる（例えば、ＴｉＢ_２、ＴｉＢ_２とＡＩＮの組み合わせ、ＴｉＢ_２とＢＮの組み合わせ、またはＴｉＢ_２、ＢＮ、ＡＩＮの組み合わせ）。

[0030]材料の電気抵抗性における差を、るつぼ内での熱の生成にさらに適合することができる。これにより、本体の各領域内における材料組成を、各領域内に望ましい熱生成に応じて、関連する抵抗性を有するように選択することができる。

[0031]図１Ａ、図１Ｂでは、チャンバ１３０は、気化させる材料のワイヤを供給するための開口１３０を有する。開口１３０はチャンバ壁に提供されている。一実施形態によれば、開口１３０は、第１電気接続部１６２と第２電気接続部１６４の位置によって画成される本体の軸２に対して実質的に垂直な本体１２０の軸上に提供されている。別の実施形態によれば、チャンバ１３０内にワイヤを供給する開口１３０は、第１電気接続部と第２電気接続部の位置によって画成された軸２の付近、またはこの軸２上に提供することも可能である（図４Ａ、図４Ｂ参照）。

[0032]本明細書で記述された実施形態の任意の組み合わせによって生み出される更なる実施形態によれば、材料の供給はワイヤによって提供できる。これに加え、または代替的には、ペレットなどによって材料を気化るつぼ内に供給することができる。

[0033]また更なる実施形態（図示せず）によれば、気化させ、基板上に堆積させる材料のワイヤを供給する開口１３４を、カバー１５０に提供することもできる。図１Ｂに示されているカバー１５０と、チャンバ１３０は、溶解／気化範囲を設けた囲いを提供する。

[0034]本明細書で記述されている実施形態によれば、溶解／気化範囲は最大限に閉鎖される。このため、チャンバから望ましくない方向（例えば、材料を供給する開口の方向）へ漏れる蒸気を極少量にすることができる。

[0035]一例として、チャンバ１３０の溶解／加熱範囲内の温度は、堆積させる材料の気化温度よりも高い。しかし、材料を供給するためにワイヤを提供することで、溶解／気化範囲の小規模な部分の温度が局所的に低下する。更なる実施形態によれば、この温度は気化温度よりも少なくとも２００℃高く、例えば、気化温度よりも２００〜９００℃、または６００〜８７０℃高い。例えば、アルミニウムの場合には、この温度は９００℃よりも高く、または１１５０℃よりも高くてもよい。

[0036]典型的には、この温度の下限は、堆積させる材料の溶解温度とチャンバ圧によって異なる。また典型的には、この温度の上限は、気化るつぼの温度安定性によって得られる。

[0037]図１Ａに示すように、本明細書で記述されている実施形態によれば、チャンバ１３０のチャンバ壁１３２は、材料蒸気が画成された気化方向で囲いから出るためのディストリビュータオリフィス１７０を有する。

[0038]薄膜の気相堆積を、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、別のディスプレイデバイス（例えばＴＦＴ）、あるいは一般的にガラス基板やホイル上の薄膜コーティングに適用することができる。この一例として、ディスプレイの各画素を制御するために、ディスプレイアプリケーションに金属薄膜を提供するというものがある。

[0039]典型的には、垂直に配置した基板に気相堆積を提供する用途の場合、細長いるつぼの気化範囲から発せられた蒸気の方向を変更するためのノズルパイプを設けた直線気化装置ユニットを使用することができる。これにより、垂直配列した基板を、直線気化装置を超えて、基板の薄膜コーティングの水平方向に移送できるようになる。しかし、材料蒸気を水平気化軸に沿って方向転換するためのノズルパイプと、共通使用されるるつぼは複雑であり、維持が困難である。粒子汚染と基板の屈曲をという点から垂直基板配列が望ましいため、垂直気化用途のための簡素な気化源を有することが望ましい。本明細書で説明されている気化るつぼの実施形態は、垂直気化装置の点源として使用できる。

[0040]更なる例として、本明細書で説明されている実施形態を、ディスプレイ技術などの基板コーティングに利用することができる。そのため、基板のサイズは次のとおりになる；典型的なガラス基板、およびこれに従ったコーティング範囲の寸法は約０．７×３７０×４７０ｍｍであってもよい。しかし、次世代の基板の寸法は約１１００×１３００ｍｍまたはこれ以上にすることができる。例えば、本明細書で説明されている用途は、典型的には大型の基板を意味している。そのため、大型基板の高さおよび長さは５００ｍｍまたはこれ以上であってもよい。ガラス基板の場合では、典型的には６８０×８８０ｍｍ、１１００×１３００ｍｍ、またはこれ以上であってもよい。ホイルのような典型的な柔軟な大型基板の場合には、少なくとも５００ｍｍの幅を有することができる。

[0041]図１Ａ、図１Ｂに対して説明された実施形態によれば、チャンバ１３０上にはカバー１５０が提供されている。これにより、溶解／気化範囲を含んだ囲いが提供される。気化させる材料、例えばアルミニウムは、開口１３０からチャンバ内に提供され、チャンバ内の加熱された表面と接触する。一実施形態によれば、材料はチャンバの底部において提供することができる。

[0042]材料はチャンバ内で溶解し、溶解／気化範囲内でさらに加熱されることで気化する。この材料蒸気はディストリビュータオリフィス１７０を介してチャンバから出て、その後基板上に堆積される。ディストリビュータオリフィスは、囲いの開口または内径の方向によって画成された気化軸を含む。例えば、ポット型チャンバの壁に水平内径が提供されている場合には（内径はディストリビュータオリフィスを画成する）、水平気化軸が提供される。

[0043]本明細書で説明の別の実施形態と組み合わせられる更なる実施形態によれば、ディストリビュータオリフィスは、気化軸に沿った２〜１０ｍｍのチャネル長さにて提供することができる。更なる実施形態によれば、口の直径は３〜２０ｍｍの範囲内である。

[0044]上述したように、チャンバはポット型であってもよい。更なる実施形態によれば、チャンバは、軸２と、これに対して垂直な軸とに沿って実質的に同寸法を有していてもよく、寸法は、また更なる実施形態によれば２０〜１５０ｍｍの範囲内、または典型的には３０〜５０ｍｍの範囲内であってもよい。別の実施形態によれば、高さは２０〜５０ｍｍ、または典型的には２５〜４０ｍｍの範囲内であってもよい。また更なる実施形態によれば、チャンバは円形または楕円形のシリンダである。この形状により、安定性、および／または容量／表面比率が向上する。

[0045]本明細書で説明されている実施形態によれば、溶解／気化範囲は、気化される材料が内部で溶解および気化される範囲として理解されるべきである。そのため、チャンバ内に複数の類似した圧力条件を設けた１個のチャンバシステムを提供できる。これに加えて、または代替的に、本明細書で説明の実施形態によるチャンバ内で溶解範囲と気化範囲を分離させるためのこれ以外の分離手段を省略することができる。それに応じて、気化るつぼが部分的に溶解するという点からは、極薄液状膜の移動の問題や、時間によって変化するカスタマイズ温度指標の問題が防止できる。

[0046]本明細書で説明している実施形態によれば、溶解気化範囲の溶解ゾーン（例えば表面）は気化ゾーン内に含まれる。

[0047]気化ゾーン内の溶解ゾーンは、例えば溶解／気化範囲内における気化ゾーンの、ガス圧を例えば１０〜２０％低下させたガス圧領域として理解されよう。

[0048]別例として、気化ゾーン内の溶解ゾーンとは、主要気化ゾーン内の溶解ゾーン（例えば表面）、即ち、例えば内部において少なくとも５０〜７５％の気化が実施されるゾーンとして理解されよう。

[0049]これにより、スプラッシュ板、スプラッシングを制御するためのフェースプレートなどの実現性によって溶解気化範囲の機能が影響を受けることはない。

[0050]蒸気るつぼ１００は、本体１２０とカバー１５０を含んでいる。例えばアルミニウムのような材料を、堆積させる材料を供給ワイヤ１０２によって連続供給することで平衡が維持されるので、システム内の材料の量を実質的に一定に維持することができる。そのため、システム内に挿入する材料の量は、供給ワイヤ１０２の直径と供給速度によって提供される。平衡を提供するために、気化るつぼ１００から気化させる材料の量と、システムに供給する材料の量は類似している必要がある。

[0051]図１Ａ、図１Ｂに示すように、チャンバ壁１３２の上方部分にカバー１５０が提供されている。一実施形態によれば、カバー１５０は、これがチャンバ壁１３２の内部においてチャンバ１３０に対して中心決めされるように提供することができる。更なる実施形態によれば、カバー１５０はチャンバ１３０の上方縁上に外方へ延びた蓋を有する、あるいは、カバー１５０をチャンバ壁の凹部内に提供することができる。また更なる実施形態によれば、カバー１５０を、チャンバ壁１３２の外部により、チャンバ１３０に対して中心決めすることができる。

[0052]一実施形態によれば、カバー１５０は非伝導性材料で作成することができる。そのため、カバーはＢＮなどを含んでいてもよい。非伝導性のカバーは、これと隣接した本体の部分によって受動的に加熱される。

[0053]チャンバ１３０のサイズと本体１２０の加熱部分１２４に関連して（例えば、図２Ａ〜図２Ｄを参照）、カバー１５０を、蒸気の凝縮が殆どなくなるように十分加熱することができる。これにより、チャンバとカバーの接触領域における液体材料の移動を防止できる。さらに、十分に加熱したカバー１５２とディストリビュータオリフィス１７０とによって溶解／気化範囲が提供されることで、気化した材料が主にディストリビュータオリフィスによって影響を受けるようになる。蒸気はディストリビュータオリフィスを介してチャンバから出る。カバーが設けられていても材料蒸気には殆ど影響がない。カバー１５０により複数の気化るつぼ１００を垂直に配列できるようになるため、数個の点源を含んだ垂直気化装置の実現が可能となる。

[0054]本明細書で説明している実施形態によれば、気化るつぼの本体を、図２Ａ〜図２Ｄに示す異なる断面を有する形状に設計することができる。図２Ａは、電気接続部１６２または１６４の範囲の断面を示す。この断面図は、図１中の区間Ａ−Ａを表したものである。図２Ｂは、図１Ａ中の区間Ｂ−Ｂの断面を表している。領域１２２における断面範囲は、電気接続部１６２における断面範囲と類似していてもよい。しかし、断面１２２は、水平平面形状から垂直形状に転換されている。そのため、別の実施形態によれば、断面形状が転換された部分は、チャンバの片側または両側上の本体の一部分として提供されていてもよい。この断面形状転換部分は、断面が変形した中間電導範囲である。これにより、本体１２０を通る加熱電流の流れが、実質的に本体の全高さ、したがってチャンバ１３０の全高さにかけて流れるように転換される。別の実施形態によれば、断面形状転換部分の断面形状は、チャンバ高さの少なくとも８０〜９０％であってもよい。一例によれば、本明細書で説明している実施形態の場合、本体の断面形状転換範囲は、本体の電気接続部と、以下で示すように本体の加熱部分との間、あるいは本体のチャンバとの間に提供することができる。これに加えて、また更なる実施形態によれば、断面形状転換部分および／または電気接続部から断面形状転換部分への変位は断面範囲保存であってもよい。

[0055]チャンバ１３０の、主にこれの全高さに沿った加熱の温度勾配が低下することにより、気化るつぼがひび割れする。さらに、チャンバの頂部に提供されたカバーを、チャンバ自体と実質的に同じ温度に加熱することができる。これにより、液体材料の凝縮の発生と移動の発生を防止できる。

[0056]図２Ｃは部分１２４の断面図である。この部分１２４は、電気接続部とチャンバの間に提供された加熱部分である。この加熱部分はチャンバに隣接している。図２Ｃに示すように、加熱部分１２４は、本体のこの領域の断面範囲および／または抵抗性を約５〜２０％減少させることによって提供できる。更なる実施形態によれば、電気接続部の範囲を冷却することにより、加熱部分を電気接続部よりも高い温度にて提供することができる。これにより、電気接続部が、例えば気化装置の冷却された接続素子に関連したヒートシンクを提供する。この気化装置の接続素子は、例えばクランプユニットであってもよい。したがって、加熱部分の高温領域は、ヒートシンクまでの距離に関連してチャンバに隣接して提供することが可能である。さらに別の実施形態によれば、加熱部分１２４は、ヒートシンクを電気接続部１６２に設けることと、若干減少させた断面範囲とによって提供される。図２Ｃに示す断面図はまた、図２Ｂの断面によって提供された電流の流れを本体のチャンバへと継続させるための垂直の細長い部分を有する。そのため、複数の異なる実施形態によれば、本体の加熱部分１２４をチャンバの片側または両側に提供する、チャンバに隣接させて提供する、また、チャンバと電気接続部の各１個との間に設置することができる。これに加えて、あるいは代替的に、例えば断面範囲および／または材料抵抗性により、加熱部分の抵抗性を電気接続部の抵抗性よりも高くすることが可能である。

[0057]図２Ｄに、チャンバ壁１３２とチャンバ底部１３３を含んだチャンバ１３０の断面図を示す。図２Ｄは、気化させる材料を供給するための開口と、ディストリビュータオリフィス１７０とを図示している。チャンバの断面範囲は加熱部分１２４の断面と類似する、またはこれよりも若干小さい。例えば、チャンバの断面範囲および／または抵抗性は、図２Ｃに示した加熱部分１２４の断面範囲および／または抵抗性よりも０〜２０％小さくてもよい。加熱部分をチャンバの両側に提供することにより、チャンバと溶解／気化範囲のより優れた加熱対称性を提供できる。

[0058]チャンバの両側の加熱部分およびチャンバに隣接した加熱部分は、チャンバの局所のみの加熱よりも向上した対称的な加熱を提供する。チャンバ内で、隣接する加熱部分１２４での熱生成と比較して狭い範囲へ熱生成を提供することにより、チャンバ内、さらに溶解／気化範囲内でより均等な温度が得られるようになる。

[0059]これに加えて、本明細書で説明している更なる実施形態によれば、電気接続部１６２、領域１２２、領域１２４を合わせた長さは８０〜２２０ｍｍとなる。これにより、電気接続部における比較的低温の領域から、チャンバ内、およびチャンバと隣接した比較的高温の領域への変位が提供される。

[0060]本明細書で説明の任意の実施形態と組み合わせられる複数の異なる実施形態によれば、電気接続部を、主要本体の突起として本体に提供できる。そのため、この突起を、気化装置の接触要素によって接触されるように形成することができる。これに加えて、気化装置の接触要素を冷却できる。一般的に、電気接触部は本体に加熱電流を印加するために提供される。そのため電流は気化装置の電源により印加される。

[0061]図３に、垂直気化装置の点源としても使用できる更なる気化るつぼ３００を示す。るつぼ３００は、第１電気接続部１６２と第２電気接続部１６４を含む。本体１２０のチャンバは、カバー１５０でカバーされる。チャンバ壁１３２には、気化させる材料を供給するためにワイヤを導入する開口が提供されている。この開口内にはブッシング３３０が提供されており、このブッシングを介してチャンバ内にワイヤを挿入する。

[0062]ブッシングと組み合わせられる、または別々に提供できる一実施形態によれば、チャンバ壁１３２の開口はチャンバ壁に対して傾斜している。これにより、ワイヤをチャンバの底部へと挿入できるようになる。また更なる実施形態によれば、チャンバ壁の開口には面取りした縁が設けられている。図４Ａ、図４Ｂに示すように、開口４３０はまた、チャンバに隣接した本体の一部に提供することも可能である。これにより、軸２、またはこれの付近に位置するチャンバ壁の開口が提供される。さらに別の実施形態（図示せず）によれば、供給ワイヤを導入するための開口をカバーに提供することもできる。

[0063]図４Ａは、るつぼ４００の本体１２０を示す。気化させる材料を供給するための材料ワイヤは、軸２に、またはこれの付近に提供できる。本体１２０は、チャンバ壁１３２とチャンバ底部１３３を有するチャンバ１３０を含む。図４Ａに表すように、ディストリビュータオリフィス１７０はチャンバ１３０の壁１３２に提供されている。更なる実施形態によれば、図４に示す配列には、図３に関連して説明したブッシングを提供することもできる。

[0064]本明細書で説明している実施形態によれば、チャンバ１３０の壁のディストリビュータオリフィス１７０は、方向性気化軸を設けた蒸気口を提供する。ディストリビュータオリフィスは、囲いの開口または内径の方向によって画成された気化軸を含む。例えば、ポット型のチャンバの壁に水平な内径が提供されている場合には（内径はディストリビュータオリフィスを画成する）水平な気化軸を提供する。

[0065]これにより、ディストリビュータオリフィスによって気化分配が提供される。気化の分配は、チャンバの内径または開口によって画成することができる。したがって、この分配には、ディストリビュータオリフィスの形状、直径、長さを適合させることができる。例えば、壁の厚さは、ディストリビュータオリフィスの方向性気化軸に沿った長さを画成できる。複数の異なる実施形態によれば、ディストリビュータオリフィスの形状は丸、長円形、楕円形、角張った形状、円筒形、切れ目形状であってもよく、またはこれ以外の形状で形成できる。これと組み合わせられるさらに別の実施形態によれば、気化軸の方向は水平であるか、またはチャンバ壁表面に対して傾斜していてもよい。さらにこれに加えて、あるいは代替的に、内径の縁を面取りすることができる。また更なる実施形態によれば、例えば図５に示すように、気化るつぼ５００に第１ディストリビュータオリフィス５７１と第２ディストリビュータオリフィス５７２を設けることができる。図５では、ディストリビュータオリフィスは、垂直な細長軸を設けた細長い楕円形をしている。図５に示すように、第１電気接続部と第２電気接続部１６４を有する本体１２０のチャンバを、チャンバ壁１３２の外部によって中心決めされたカバー５５０でカバーすることができる。

[0066]本明細書で説明した別の実施形態と組み合わせられるまた更なる実施形態によれば、ディストリビュータオリフィスには、気化軸に沿った２〜１０ｍｍのチャネル長さを設けることができる。

[0067]図６に、複数の垂直に配列された気化るつぼ１００を有する気化装置の構成を示す。模範的な実施形態として、本明細書で説明した気化るつぼを設けた薄膜を形成する方法は、１０^−２−１０^−６ｍｂａｒの真空気圧で全体を設置した装置を使用して実施することができる。これにより、周囲雰囲気からの粒子で汚染することなく、基板またはキャリアホイル上に薄膜を蒸気堆積させることができる。

[0068]本明細書で説明されている実施形態によれば、材料の気化方法は、チャンバに溶解／気化範囲を提供するステップと、気化させる固体材料を溶解／気化範囲内に挿入するステップとを含んでいる。

[0069]図６では、４個の気化るつぼ１００が上下に重なり合って垂直に配列されている。これは、例えば気化るつぼ上に提供されたカバーによって配列ができるものである。図６に提供された側面図では、電気接続部１６２、本体の一部分１２２、チャンバ壁１３２の一部分を見ることができる。気化させる材料を供給するワイヤ１０２は、ワイヤ材料を溶解および気化させるチャンバの内部に挿入される。

[0070]典型的には、気化るつぼ１００を、個々のるつぼの蒸気分配が重なり合うことで、基板１０上に実質的に均等な蒸気堆積が提供されるように配列する。一実施形態によれば、ディストリビュータオリフィスの形状は、近隣する気化るつぼの蒸気分配を組み合わせて最適化することができる。図６に示すように、材料紙用の数個の点源を設けた垂直な気化装置に、本明細書で説明した実施形態による気化るつぼを設けることができる。

[0071]図７に、本明細書で説明された実施形態による気化るつぼ４００によって実現できる更なる気化装置を示す。これによって、垂直に配列した基板１０上に材料膜を蒸気堆積させる。こうすることで、気化るつぼ４００が気化装置の下方部分に提供される。図７は、気化させる材料を気化るつぼ内に供給する材料ワイヤ１０２を示す。チャンバ１３０内で、材料が溶解／気化範囲において溶解および気化される。材料蒸気はチャンバの頂部からチャンバを離れ、ノズルパイプ７１０の絶縁要素７２０を通過することができる。ノズルパイプ７１０は複数の開口７１２を含み、材料蒸気を基板１０の方へ水平軸に沿って方向転換させる。ノズルパイプ７１０は、チタン、ニオビウム、タングステン、またはこれらの材料の一つを含む合金のような高溶解材料で作成でき、当技術分野で普通に知られているとおりに製造できる。これにより、本明細書で説明された気化るつぼの複数の異なる実施形態は、ノズルパイプを設けた直線気化装置に使用できる。そのため、本明細書で説明された実施形態による向上した溶解／加熱チャンバは既存のシステムにも提供可能である。

[0072]前述の説明は本発明の実施形態に向けられているが、本発明のこれ以外および更なる実施形態の考案が、本発明の基本範囲から逸脱しない範囲内で可能であり、この範囲は請求項によって定義される。

本明細書で説明された実施形態によるポット型チャンバを含む気化るつぼの本体の略図を示す。 図１Ａの気化るつぼの更なる略図を示しており、さらにカバーを含んでいる。 本明細書で説明された実施形態による気化るつぼの本体の断面図を示す。 本明細書で説明された実施形態による気化るつぼの本体の断面図を示す。 本明細書で説明された実施形態による気化るつぼの本体の断面図を示す。 本明細書で説明された実施形態による気化るつぼの本体の断面図を示す。 本明細書で説明された本発明の実施形態による本体と供給ブッシングを含んだ更なる気化るつぼの略図を示す。 本明細書で説明された実施形態による本体と供給開口を含んだまた更なる気化るつぼの略側面図である。 図４Ａに示した気化るつぼの略平面図を示す。 本明細書で説明された実施形態による本体、カバー、数個の蒸気ディストリビュータオリフィスを含んだ気化るつぼの略図を示す。 本明細書で説明された実施形態による、薄膜を基板上に蒸気堆積させる気化装置の構成部品の略図を示す。 本明細書で説明された実施形態による更なる気化装置の構成部品の略図を示す。

参照符号の説明

１０…基板、１００…気化るつぼ、１０２…供給ワイヤ、１２０…本体、１２２、１２４…本体領域、１３０…チャンバ、１３２…チャンバ壁、１３３…チャンバ底部、１５０…カバー、１６２…第１電気接続部、１６４…第２電気接続部、１７０…ディストリビュータオリフィス、４００…るつぼ、４３０…開口、５００…気化るつぼ、７１０…ノズルパイプ、７１２…開口

Claims (21)

1. 気化るつぼ（１００、３００、４００、５００）であって、
   電気伝導性本体（１２０）およびカバー（１５０、５５０）と、
   前記本体であって、前記本体に加熱電流を付加するための第１電気接続部（１６２）と第２電気接続部（１６４）を有し、前記本体が、溶解／気化範囲を提供するチャンバ（１３０）を備え、前記チャンバがチャンバ底部とチャンバ壁を備え、前記カバーが前記チャンバと共に囲いを形成する、前記本体と、
   前記気化るつぼがさらに、材料を供給するための供給開口（１３４、４３０）と、
   前記囲いの蒸気出口を提供するディストリビュータオリフィス（１７０、５７１、５７２）と、を備える、気化るつぼ。
2. 前記チャンバに隣接して、また前記チャンバと前記第１および第２電気接続部の間にそれぞれ提供された第１加熱部分および第２加熱部分（１２４）をさらに備え、前記加熱部分が電気接続部（１６２、１６４）よりも抵抗性が高い、請求項１に記載の気化るつぼ。
3. 気化るつぼであって、
   本体に加熱電流を付加するための第１電気接続部（１６２）と第２電気接続部（１６４）を有する電気伝導性本体（１２０）であって、前記本体が、溶解／気化範囲を提供するチャンバ（１３０）を備え、前記チャンバがチャンバ底部とチャンバ壁を備える、前記電気伝導性本体と、
   前記チャンバに隣接して、前記チャンバと前記第１および第２電気接続部（１６４）の間にそれぞれ提供された第１加熱部分および第２加熱部分（１２４）と、
   材料を供給するための供給開口（１３４、４３０）と、
   をさらに備える、前記気化るつぼ。
4. さらに、前記チャンバ（１３０）と共に囲いを形成するカバー（１５０、５５０）と、
   前記囲いの蒸気出口を提供するディストリビュータオリフィス（１７０、５７１、５７２）と、を備える、請求項３に記載の気化るつぼ。
5. 前記第１電気接続部（１６２）と前記第２電気接続部（１６４）が気化るつぼの軸を提供し、前記軸に沿った前記チャンバの寸法と、前記軸に対して垂直な前記チャンバの寸法とが実質的に類似している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の気化るつぼ。
6. 前記チャンバがポット型である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の気化るつぼ。
7. 前記チャンバ（１３０）が実質的に円筒形である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の気化るつぼ。
8. 前記ディストリビュータオリフィス（１７０、５７１、５７２）がチャンバ壁部分を通って備えられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の気化るつぼ。
9. 前記供給開口（１３４、４３０）がチャンバ壁部分を通って提供されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の気化るつぼ。
10. 前記加熱部分（１２４）の断面範囲が前記電気接続部の断面範囲よりも小さい、請求項１〜９のいずれか一項に記載の気化るつぼ。
11. 前記第１電気接続部（１６２）と前記第２電気接続部（１６４）が気化るつぼの軸を提供し、前記ディストリビュータオリフィスが、前記軸からはずれたチャンバ壁部分に備えられている、請求項１〜４のいずれ一項に記載の気化るつぼ。
12. 前記第１電気接続部と第２電気接続部が前記気化るつぼの軸を提供し、前記供給開口（４３０）が前記軸上の、チャンバ壁部分に備えられている、請求項１〜１１のいずれ一項に記載の気化るつぼ。
13. 前記第１電気接続部と第２電気接続部が前記気化るつぼの軸を提供し、前記供給開口（１３４）が、前記軸からはずれたチャンバ壁部分に備えられている、請求項１〜１２のいずれ一項に記載の気化るつぼ。
14. 前記本体（１２０）が、金属ホウ化物、金属窒化物、金属炭化物、非金属ホウ化物、非金属窒化物、非金属炭化物、窒化物、ホウ化物、黒鉛、及びこれらの組み合わせで構成されたグループより選択した少なくとも１つの材料を含む、請求項１〜１３のいずれ一項に記載の気化るつぼ。
15. 前記ディストリビュータオリフィスが気化軸を有し、前記気化軸が実質的に水平である、請求項１〜１４のいずれ一項に記載の気化るつぼ。
16. 前記ディストリビュータオリフィスが蒸気軸を有し、前記ディストリビュータオリフィスが前記気化装置軸に沿った２〜１０ｍｍの長さを有する、請求項１〜１５のいずれ一項に記載の気化るつぼ。
17. 前記ディストリビュータオリフィスの直径が少なくとも２ｍｍである、請求項１〜１６のいずれ一項に記載の気化るつぼ。
18. 前記カバー（１５０、５５０）が非電導性材料を備える、請求項１〜２、または４〜１７のいずれ一項に記載の気化るつぼ。
19. 気化装置であって、
    請求項１〜１８のいずれ一項による少なくとも１個の気化るつぼ（１００、３００、４００、５００）を備える、気化装置。
20. 前出の請求項のいずれか一項による少なくとも５個の気化るつぼを備える、請求項１９に記載の気化装置。
21. 前記少なくとも５個の気化るつぼが垂直に配列されている、請求項２０に記載の気化装置。

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